JPH07287471A - Fixing roller and fixing device - Google Patents

Fixing roller and fixing device

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Publication number
JPH07287471A
JPH07287471A JP7609494A JP7609494A JPH07287471A JP H07287471 A JPH07287471 A JP H07287471A JP 7609494 A JP7609494 A JP 7609494A JP 7609494 A JP7609494 A JP 7609494A JP H07287471 A JPH07287471 A JP H07287471A
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JP
Japan
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temperature
fixing
fixing roller
fixing device
coefficient thermistor
Prior art date
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Pending
Application number
JP7609494A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Koichi Noguchi
浩一 野口
Hiroyuki Shibaki
弘幸 芝木
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Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH07287471A publication Critical patent/JPH07287471A/en
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Abstract

PURPOSE:To provide a fixing roller and a fixing device capable of easily controlling a temperature, attaining a rapid temp. rise and also attaining energy saving. CONSTITUTION:The fixing roller 1 is constituted of a cylinder (cylindrical heating part) having a base part formed of a positive temp. coefficient thermistor, and a mold-released layer is formed on the outer peripheral part of the cylinder. And the fixing device is provided with the fixing roller 1, and also the device is provided with a magnetic circuit 3 being inter linked with the cylindrical heating part of the fixing roller 1, a primary coil 4 wound around the magnetic circuit 3 so as to be interlinked with the circuit 3 and a fixing energy supply part which is connected with the primary coil 4 so as to supply the power. By supplying the power to the primary coil 4 by the fixing energy supply part, making a current flow through the positive temp. coefficient thermistor of the fixing roller 1 as a secondary coil by electromagnetic induction so that the heating part may generate the heat by itself, the temperature necessary for fixation can be easily obtained and stabilized, then, the fixing device capable of easily controlling the temperature, attaining the rapid temp. rise and also attaining the energy saving can be obtained.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、複写機、プリンタ、フ
ァクシミリ等の電子写真方式による画像形成装置に利用
される定着ローラ及び定着装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fixing roller and a fixing device used in an electrophotographic image forming apparatus such as a copying machine, a printer and a facsimile.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、OA機器等の省エネルギー(以
下、省エネと記す)が益々大きな課題になっており、定
着装置の省エネも例外ではない。定着装置における省エ
ネの一つの支点として、定着装置を装備している画像形
成装置が待機状態にある時の消費エネルギーを減らすた
めに、定着ローラの温度を低くしておき、放熱による熱
損失を軽減し、待機状態から稼働状態に移行したときに
は急速に所定の定着可能な温度に立ち上げる方式が注目
されている。
2. Description of the Related Art In recent years, energy saving (hereinafter referred to as energy saving) of office automation equipment has become an increasingly important issue, and energy saving of a fixing device is no exception. As one point of energy saving in the fixing device, in order to reduce the energy consumption when the image forming device equipped with the fixing device is in the standby state, the temperature of the fixing roller is kept low to reduce the heat loss due to heat radiation. However, attention is focused on a method of rapidly rising to a predetermined fixing-enabling temperature when shifting from the standby state to the operating state.

【0003】もちろんこのような考え方は古くからあ
り、実用化もされている。しかし省エネをより効果のあ
るものにするには、待機時の温度を従来以上に低く設定
すること、より好ましくは待機時には通電をせず室温に
放置した状態とすることで、待機時の熱損失をより軽減
することが望まれる。しかし、このより低く設定された
温度から定着可能な温度に急速に立ち上がらないと、画
像形成装置のユーザは、定着ローラが所定温度に達する
まで待たなければならなくなり、装置を使用する際に余
計な待ち時間を強いられることになる。すなわち、この
ようなやり方で省エネを達成しても、装置の使いやすさ
の点からは望ましくなく、広くユーザに受け入れられる
省エネ方法ではない。
Of course, such an idea has been around for a long time and has been put to practical use. However, to save energy more effectively, set the standby temperature lower than before, and more preferably leave it at room temperature without energizing it during standby to reduce heat loss during standby. It is desired to reduce However, if the temperature set lower than this is not rapidly raised to a temperature at which fixing is possible, the user of the image forming apparatus has to wait until the fixing roller reaches a predetermined temperature, which is an unnecessary point when using the apparatus. You will be forced to wait. That is, even if energy saving is achieved by such a method, it is not desirable from the viewpoint of ease of use of the device, and it is not an energy saving method widely accepted by users.

【0004】このような背景から、定着ローラの温度の
立ち上がりを早くすることが、省エネを実現することに
なるとの認識から、立ち上がりを早くする工夫がいろい
ろとされている。通常、定着装置に投入できる電力には
限りがあり、投入電力を増すことで立ち上がりを早くす
ることには限界がある。そこで定着ローラの熱容量を小
さくすることで、与える熱量が同じでも温度の立ち上が
りを早くすることが行われている。定着ローラの熱容量
を小さくするには、定着ローラの肉厚を薄くするか、あ
るいはより比熱の小さい材料で定着ローラを作る方法が
ある。
[0004] Against this background, various measures have been taken to accelerate the rise of the temperature of the fixing roller, because it is recognized that energy saving is achieved by increasing the rise of the temperature of the fixing roller. Usually, there is a limit to the electric power that can be applied to the fixing device, and there is a limit to increasing the applied power to speed up the start-up. Therefore, the heat capacity of the fixing roller is reduced so that the temperature rises faster even if the amount of heat given is the same. To reduce the heat capacity of the fixing roller, there is a method of reducing the thickness of the fixing roller or making the fixing roller from a material having a smaller specific heat.

【0005】一般に定着ローラの熱容量が小さくなる
と、定着ローラがトナーや転写紙と接触した時に奪われ
る熱で温度の低下が大きくなり、トナーや転写紙に定着
に必要な熱を供給できないので十分な定着ができなくな
る。従って、定着ローラの厚さを薄くするには、熱容量
や定着ローラの機械的な強度などの点から制約があるこ
とは言うまでもなく、このような制約の中で可能な限り
定着ローラの厚さを薄くして、定着ローラの温度の立ち
上がりを早くする工夫がされている。
Generally, when the heat capacity of the fixing roller becomes small, the temperature taken by the heat taken away when the fixing roller comes into contact with the toner or the transfer paper becomes large, and the heat necessary for the fixing cannot be supplied to the toner and the transfer paper. It cannot be fixed. Therefore, it goes without saying that there are restrictions in reducing the thickness of the fixing roller in terms of heat capacity and mechanical strength of the fixing roller. It is designed to be thin so that the temperature of the fixing roller rises quickly.

【0006】その他、定着ローラの径を小さくして熱容
量を小さくすること、定着ローラの加熱を効率良くする
こと、定着ローラの定着に要する温度を下げれば立ち上
げに要する時間は短くなり省エネにも寄与するという視
点からトナーの溶融温度を低くすることなども行われて
いる。
In addition, if the diameter of the fixing roller is reduced to reduce the heat capacity, the heating of the fixing roller is made efficient, and if the temperature required for fixing the fixing roller is lowered, the time required for start-up is shortened and energy saving is achieved. From the viewpoint of contributing, lowering the melting temperature of the toner has been performed.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、定着ローラ
を薄くして温度の立ち上がりを早くしたときに、より顕
著になる下記の問題を解決することと、定着ローラの内
面からの放熱を減少させ省エネに資することを課題とし
ている。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention solves the following problems, which become more prominent when the fixing roller is thinned and the temperature rises quickly, and reduces the heat radiation from the inner surface of the fixing roller. The task is to contribute to energy saving.

【0008】まず第1の問題としては、定着ローラの立
ち上がりを早くすると、定着ローラの表面の温度を検出
するセンサ自身の熱容量と、定着ローラ表面とセンサ間
の熱伝達の問題から、センサの検出遅れが生じ、特に常
温からの立ち上がり時に定着ローラの温度に大きなオー
バーシュートが生ずることである。大きなオーバーシュ
ートがあるということは、定着ローラの温度が定着可能
な温度に達しているのに、達したことをセンサで検出で
きないので、立ち上がりの早さを活用できないというこ
とでもある。この問題を解決するのが本発明の第1の課
題である。
The first problem is that when the fixing roller rises quickly, the sensor itself detects the temperature of the surface of the fixing roller and the problem of heat transfer between the surface of the fixing roller and the sensor. A delay occurs, and a large overshoot occurs in the temperature of the fixing roller particularly when rising from normal temperature. The fact that there is a large overshoot also means that the temperature of the fixing roller has reached the temperature at which it can be fixed, but the sensor cannot detect that the temperature has reached the temperature, and therefore the rising speed cannot be utilized. The first object of the present invention is to solve this problem.

【0009】また、定着ローラの温度が設定温度を越え
てどんどん高くなるモードで故障したときに、火災など
の最悪の事態の発生を防止するため、温度フューズある
いはサーモスタットを設置することが各種安全規格など
でも要求されている。しかし温度の立ち上がりを早くす
ると、第1の課題でセンサについて説明したのと同様の
現象により、温度フューズやサーモスタットの作動が遅
れ、作動したときの定着ローラの温度は立ち上がりの遅
い装置と比較するとはるかに高温になり、発煙、発火な
どの可能性が増すことである。この問題を解決するのが
本発明の第2の課題である。
Further, in order to prevent the worst situation such as a fire from occurring when the fixing roller fails in a mode in which the temperature exceeds a set temperature and becomes higher and higher, it is necessary to install a temperature fuse or a thermostat. And so on. However, if the temperature rises quickly, due to a phenomenon similar to that described for the sensor in the first problem, the operation of the temperature fuse and the thermostat is delayed, and the temperature of the fixing roller when activated is much lower than that of a device with a slow rise. It becomes very hot, and the possibility of smoke, fire, etc. increases. The second object of the present invention is to solve this problem.

【0010】また、定着ローラの温度の立ち上がりを早
くするため、定着ローラの厚さを薄くすると、定着ロー
ラの面方向の断面積が小さくなり、面方向の熱伝導が行
われにくくなる。すなわち、定着ローラの厚さを薄くす
ればするほど断面積が小さくなるので熱伝導の低下は顕
著になる。従ってこのような定着ローラで構成された定
着装置を備えた画像形成装置で幅の異なる転写紙の画像
を定着するとき、転写紙と接する部分では熱を奪われ、
接しない部分では熱を奪われないので、定着ローラの転
写紙が接する部分と接しない部分とで温度差が生じてし
まう。
Further, if the thickness of the fixing roller is reduced in order to speed up the rise of the temperature of the fixing roller, the sectional area in the surface direction of the fixing roller becomes small, and it becomes difficult to conduct heat in the surface direction. That is, the thinner the fixing roller is, the smaller the cross-sectional area is, so that the heat conduction is significantly reduced. Therefore, when an image on a transfer sheet having a different width is fixed by an image forming apparatus including a fixing device including such a fixing roller, heat is taken away at a portion in contact with the transfer sheet,
Since heat is not taken away in the non-contact part, a temperature difference occurs between the part of the fixing roller in contact with the transfer paper and the part in non-contact.

【0011】例えば定着ローラの長さの中央を基準とし
て、A4の長手方向の幅から、はがきの短手方向の幅ま
での転写紙の画像を定着できる装置の場合、どの幅の転
写紙の画像を定着するときにも接する部分の温度を所定
の温度に維持しておく必要があるので、定着ローラの温
度を制御するためのセンサは、全ての幅の転写紙が共通
に接する部分の温度を検出できる位置に設置され、その
検出温度に基づいて定着ローラの温度が制御される。従
って幅の狭い転写紙の画像を定着するときには、転写紙
の幅の外側の部分では定着ローラから熱を奪わないの
で、転写紙の接していない部分の定着ローラの温度は定
着に必要な温度より高くなってしまう。
For example, in the case of an apparatus capable of fixing the image of the transfer paper from the width in the longitudinal direction of A4 to the width in the lateral direction of the postcard with reference to the center of the length of the fixing roller, the image of the transfer paper having any width Since it is necessary to maintain the temperature of the contact part at a predetermined temperature even when fixing the paper, the sensor for controlling the temperature of the fixing roller uses the temperature of the part where the transfer paper of all widths is in common contact. It is installed at a position where it can be detected, and the temperature of the fixing roller is controlled based on the detected temperature. Therefore, when fixing an image on a transfer paper having a narrow width, heat is not taken from the fixing roller at a portion outside the width of the transfer paper, so that the temperature of the fixing roller at a portion not in contact with the transfer paper is higher than the temperature required for fixing. It gets expensive.

【0012】また、定着ローラの面方向の熱伝導が十分
に行われれば温度の高い部分の熱は転写紙に熱を奪われ
る部分に移動するので、転写紙の幅の外側の温度の上昇
は緩和されるが、薄い定着ローラにして、立ち上がりを
早くすることを重視して設計された定着ローラでは、顕
著な温度上昇になり、転写紙の幅が狭いものから広いも
のに切り替えたとき、転写紙の一部は高温部に接し、一
部は所定の設定温度の部分に接することになり、転写紙
にシワができたり、トナーが高温にさらされて一部が分
解して臭いがでたり、所定の定着可能な温度範囲を越え
ることによってホットオフセットが起こるなどの不都合
が生ずる。また定着に必要でない部分の温度が高くなる
ので省エネの観点からも好ましくない。この問題を解決
するのが本発明の第3の課題である。
Further, if the heat conduction in the surface direction of the fixing roller is sufficiently performed, the heat of the high temperature portion moves to the portion where the heat is absorbed by the transfer paper, so that the temperature outside the width of the transfer paper does not rise. Although it is moderated, the fixing roller designed to be a thin fixing roller with a focus on quick start-up causes a remarkable temperature rise, and when the width of the transfer paper is changed from narrow to wide, the transfer Part of the paper comes into contact with the high temperature part and part of the paper comes into contact with the part with the preset temperature, causing wrinkles on the transfer paper, and exposing the toner to high temperatures causing part of it to decompose and smell. However, when the temperature exceeds the predetermined fixable temperature range, hot offset occurs and other inconveniences occur. In addition, the temperature of the portion not required for fixing becomes high, which is not preferable from the viewpoint of energy saving. The third problem of the present invention is to solve this problem.

【0013】これら定着ローラを薄くして温度の立ち上
がりを早くしたときに顕著になる以上の課題の他、従来
のランプによる定着ローラの加熱では困難であった、定
着ローラの内面からの熱放散を少なくして省エネに資す
るのも、本発明の別の課題である。以上のように、本発
明は上記各課題を解決し省エネをも図ることができる、
新規な構成の定着ローラ及び定着装置を提供することを
目的としている。
In addition to the problems described above that become noticeable when the fixing roller is made thin and the temperature rises quickly, heat dissipation from the inner surface of the fixing roller, which has been difficult with the conventional heating of the fixing roller by a lamp, is difficult. It is another object of the present invention to contribute to energy saving by reducing the amount. As described above, the present invention can solve each of the above problems and also save energy.
An object of the present invention is to provide a fixing roller and a fixing device having a new structure.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の定着ローラは、基体部が正温度係数サーミ
スタで形成された円筒からなり、円筒の外周部には離型
層が形成されている。また、定着ローラの内面からの放
熱を減らすため、定着ローラの基体部を構成する前記円
筒の内面に断熱層を設ける。さらに、定着ローラの内面
からの放熱を減らすためと基体部を補強するため、円筒
の内側に断熱層と補強部材を設ける。
In order to achieve the above object, the fixing roller of the present invention comprises a cylinder whose base portion is formed by a positive temperature coefficient thermistor, and a release layer is formed on the outer peripheral portion of the cylinder. ing. Further, in order to reduce heat radiation from the inner surface of the fixing roller, a heat insulating layer is provided on the inner surface of the cylinder forming the base portion of the fixing roller. Further, a heat insulating layer and a reinforcing member are provided inside the cylinder in order to reduce heat radiation from the inner surface of the fixing roller and to reinforce the base portion.

【0015】前記課題に対して、本発明の定着装置は、
円筒状の正温度係数サーミスタからなる基体部の外周面
に離型層を形成して定着ローラとすると共に、この定着
ローラの内部を貫く磁気回路を設けて、定着ローラをこ
の磁気回路に鎖交する1ターンの二次コイルとする。さ
らにこの磁気回路に鎖交するように巻かれたコイルを設
け、一次コイルとする。そして一次コイルに接続されて
電力を供給する定着エネルギー供給部を設け、一次コイ
ルに交流電圧を印加して二次コイルである正特性サーミ
スタに電流を流して発熱させることにより定着に必要な
エネルギーを供給する。
To solve the above problems, the fixing device of the present invention is
A fixing layer is formed by forming a release layer on the outer peripheral surface of the base body made of a cylindrical positive temperature coefficient thermistor, and a magnetic circuit penetrating the inside of this fixing roller is provided, and the fixing roller is linked to this magnetic circuit. It is a one-turn secondary coil. Further, a coil wound so as to interlink with this magnetic circuit is provided as a primary coil. Then, a fixing energy supply unit that is connected to the primary coil to supply electric power is provided, and an AC voltage is applied to the primary coil to cause an electric current to flow in the positive temperature coefficient thermistor, which is a secondary coil, to generate heat, thereby generating the energy required for fixing. Supply.

【0016】さらに、本発明の定着装置では、正温度係
数サーミスタの抵抗が急変する温度が、定着するトナー
のコールドオフセットが起こる温度より高く、ホットオ
フセットが起こる温度より低く設定される。また、一次
コイルに入力される電力、電流、電圧のうち少なくとも
一つを検出する手段を設け、その検出データに基づいて
定着装置のウォームアップを判定する。
Further, in the fixing device of the present invention, the temperature at which the resistance of the positive temperature coefficient thermistor suddenly changes is set higher than the temperature at which the cold offset of the toner to be fixed occurs and lower than the temperature at which the hot offset occurs. Further, means for detecting at least one of power, current, and voltage input to the primary coil is provided, and warm-up of the fixing device is determined based on the detection data.

【0017】さらにまた、本発明の定着装置では、定着
装置を具備する画像形成装置が稼働中には、一次コイル
に定着エネルギー供給部を接続のまま、正温度係数サー
ミスタの抵抗値の温度特性により円筒状発熱部の温度を
安定化する。そして、画像形成装置が待機中には、定着
エネルギー供給部から供給する電力を所定の低い値に制
限することにより定着ローラの円筒状発熱部の温度を定
着温度より低い所定の温度に変更する。あるいは、画像
形成装置が待機中には、定着エネルギー供給部から供給
する電力を遮断する。あるいは、画像形成装置が待機中
には、定着ローラの温度を検出する検出器の出力に基づ
いて前記円筒状発熱部の温度を定着温度より低い所定の
温度に安定化する。
Further, in the fixing device of the present invention, when the image forming apparatus equipped with the fixing device is in operation, the temperature characteristic of the resistance value of the positive temperature coefficient thermistor is maintained while the fixing energy supply unit is connected to the primary coil. Stabilizes the temperature of the cylindrical heating portion. Then, while the image forming apparatus is on standby, the temperature of the cylindrical heat generating portion of the fixing roller is changed to a predetermined temperature lower than the fixing temperature by limiting the electric power supplied from the fixing energy supply portion to a predetermined low value. Alternatively, the electric power supplied from the fixing energy supply unit is shut off while the image forming apparatus is on standby. Alternatively, while the image forming apparatus is on standby, the temperature of the cylindrical heating portion is stabilized to a predetermined temperature lower than the fixing temperature based on the output of the detector that detects the temperature of the fixing roller.

【0018】[0018]

【作用】本発明の定着装置では、定着ローラを構成する
円筒状の正温度係数サーミスタを二次コイルとし、この
二次コイルを貫く磁気回路及び磁気回路に巻かれた一次
コイルとで一種のトランスを構成している。従って、一
次コイルに交流電圧を印加した時、二次コイルである正
温度係数サーミスタで形成された円筒の面に沿って円周
方向に電流が流れる。この電流によるジュール熱で正温
度係数サーミスタが発熱する。この発熱により温度が上
昇し、正温度係数サーミスタの特性によって決まる所定
温度に達すると、正温度係数サーミスタの抵抗値は急変
し、高抵抗になる。高抵抗になると非常にわずかな電流
しか流れないようにトランスを設計しておくことによ
り、正温度係数サーミスタの発熱量は激減し、定着ロー
ラの温度の上昇は停止する。そして定着ローラから周囲
への熱の移動により温度が低くなると、正温度係数サー
ミスタの抵抗値は低下し、電流が流れ発熱する。これを
繰り返すので、本発明の定着装置では、温度センサを使
ったフィードバック制御などの特別な温度制御を行わな
くても定着ローラの温度は一定に維持される。
In the fixing device of the present invention, a cylindrical positive temperature coefficient thermistor forming a fixing roller is used as a secondary coil, and a magnetic circuit penetrating the secondary coil and a primary coil wound around the magnetic circuit form a kind of transformer. Are configured. Therefore, when an AC voltage is applied to the primary coil, a current flows in the circumferential direction along the surface of the cylinder formed by the positive temperature coefficient thermistor which is the secondary coil. The positive temperature coefficient thermistor generates heat due to Joule heat due to this current. Due to this heat generation, the temperature rises and when it reaches a predetermined temperature determined by the characteristics of the positive temperature coefficient thermistor, the resistance value of the positive temperature coefficient thermistor suddenly changes and becomes high resistance. By designing the transformer so that only a very small current flows when the resistance becomes high, the amount of heat generated by the positive temperature coefficient thermistor is drastically reduced and the temperature rise of the fixing roller is stopped. When the temperature decreases due to heat transfer from the fixing roller to the surroundings, the resistance value of the positive temperature coefficient thermistor decreases and current flows to generate heat. Since this is repeated, in the fixing device of the present invention, the temperature of the fixing roller is maintained constant without performing special temperature control such as feedback control using a temperature sensor.

【0019】すなわち本発明の定着装置では、定着ロー
ラを構成する正温度係数サーミスタの特性そのもので所
定の温度に安定化されるので、定着ローラの温度の立ち
上りを早くするため、定着ローラを薄くしたり、径を小
さくしたり、投入電力を大きくしても、第1の課題とし
て説明したようなセンサの応答の遅れによる立ち上り時
のオーバーシュートは本質的に起こらず、この問題が解
決される。
That is, in the fixing device of the present invention, the temperature of the fixing roller is stabilized to a predetermined temperature by the characteristic itself of the positive temperature coefficient thermistor which constitutes the fixing roller. However, even if the diameter is reduced or the input power is increased, the overshoot at the time of rising due to the delay in the response of the sensor as described as the first problem does not essentially occur, and this problem is solved.

【0020】また第2の課題として説明した問題も、定
着装置の最も温度の高い部分が定着ローラであり、その
温度はそれを構成する材料(正温度係数サーミスタ等)
の性質により所定の温度に維持されるので、熱暴走を起
こす可能性がなく、温度フューズ、サーモスタットのよ
うな温度過昇防止装置が不要になり、指摘したような問
題は本質的に起こらない。
As for the problem described as the second problem, the highest temperature portion of the fixing device is the fixing roller, and the temperature of the fixing roller is the material (positive temperature coefficient thermistor, etc.) constituting the fixing roller.
Since the temperature is maintained at a predetermined temperature due to the property, there is no possibility of causing thermal runaway, a temperature fuse, a thermostat, and other overheat prevention devices are not necessary, and the problem as pointed out does not occur essentially.

【0021】また第3の課題として説明した問題も、本
発明の定着ローラは正温度係数サーミスタからなる円筒
で構成されており、電流はその円筒の周方向に流れる構
成のため、温度が所定温度に達すればその部分の抵抗が
高くなるので電流が流れず、エネルギーの供給が行われ
ないが、温度の低い部分は抵抗が低いので電流が流れ、
その部分にはエネルギーを供給することになるので、転
写紙の幅の違いによる定着ローラの温度差は生じない。
As for the problem described as the third problem, the fixing roller of the present invention is composed of a cylinder composed of a positive temperature coefficient thermistor, and since the current flows in the circumferential direction of the cylinder, the temperature is a predetermined temperature. If it reaches, the resistance of that part will become high, so no current will flow and energy will not be supplied, but in the low temperature part the resistance will be low, so current will flow,
Since energy is supplied to that portion, the temperature difference of the fixing roller does not occur due to the difference in the width of the transfer paper.

【0022】さらに本発明の定着ローラ及び定着装置で
は、定着ローラの基体部を構成する円筒の内面に断熱
層、あるいは断熱層と補強部材を設けることにより、内
面側からの放熱量が少なくなり、省エネに資することが
できる。
Further, in the fixing roller and the fixing device of the present invention, by disposing the heat insulating layer or the heat insulating layer and the reinforcing member on the inner surface of the cylinder forming the base portion of the fixing roller, the heat radiation amount from the inner surface side is reduced, It can contribute to energy saving.

【0023】[0023]

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て詳細に説明する。図1は本発明による定着装置の主要
部の構成の実施例を示す斜視図であり、図中の符号1は
定着ローラ、2はバックアップローラ、3はコア、4は
一次コイルである。定着ローラ1は、基体部が正温度特
性サーミスタで形成された円筒からなり、該円筒の外周
面に、定着するときに溶融したトナーが付着しないよう
に離型層が形成されている定着ローラである。この定着
ローラ1の内部を、磁性体よりなるコア3が貫通してお
り、コア3には一次コイル4が巻かれており、コア3は
全体として磁気回路の閉ループを構成している。つまり
一次コイル4が巻かれたコア3に定着ローラ1を1ター
ンの二次コイルとして巻いたトランスが形成される。こ
のトランスの一次コイル4を交流で励磁すると、コア3
に磁束が発生し、磁束の変化に応じて二次コイルとして
の定着ローラ1に電圧が誘起される。従って定着ローラ
の正温度係数サーミスタで形成された円筒状の抵抗体を
円周方向に電流が流れ、ジュール熱により発熱し、定着
ローラが加熱され温度が上昇する。
Embodiments of the present invention will now be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view showing an embodiment of the configuration of the main part of a fixing device according to the present invention. In the figure, reference numeral 1 is a fixing roller, 2 is a backup roller, 3 is a core, and 4 is a primary coil. The fixing roller 1 is a fixing roller in which a base portion is formed of a cylinder formed of a positive temperature characteristic thermistor, and a release layer is formed on the outer peripheral surface of the cylinder so that molten toner does not adhere when fixing. is there. A core 3 made of a magnetic material penetrates through the inside of the fixing roller 1, a primary coil 4 is wound around the core 3, and the core 3 as a whole constitutes a closed loop of a magnetic circuit. That is, a transformer is formed in which the fixing roller 1 is wound around the core 3 around which the primary coil 4 is wound as a one-turn secondary coil. When the primary coil 4 of this transformer is excited by alternating current, the core 3
A magnetic flux is generated in the fixing roller 1 as a secondary coil in response to a change in the magnetic flux. Therefore, an electric current flows in the circumferential direction through the cylindrical resistor formed by the positive temperature coefficient thermistor of the fixing roller to generate heat due to Joule heat, and the fixing roller is heated to raise the temperature.

【0024】図5に正温度係数サーミスタの抵抗値の温
度特性の代表的なものとしてA,Bの2種類について示
すが、正温度係数サーミスタの抵抗値の温度特性は図5
のA,Bのように、抵抗体の組成により決まる特定の温
度で急激に変化するという特異なものである。従って、
定着ローラが加熱されて温度が上昇し、抵抗値が急変す
る温度に達すると、抵抗値が大幅に高くなるため、この
高抵抗の状態の時に二次コイルになっている定着ローラ
1にはほとんど電流が流れないようにトランスの磁気回
路、一次コイルを設定しておけば、定着ローラの発熱は
停止する。その後、定着ローラ1が、転写紙やトナーに
熱を奪われたり周囲に放熱して冷えれば、抵抗値が小さ
くなるため、定着ローラに再び電流が流れ、発熱し温度
が上昇する。この正温度係数サーミスタの抵抗値が温度
によって変化する特性により、定着ローラ1の温度は、
定着ローラ1の温度を検出するセンサやセンサの信号を
基にフィードバック制御する装置なしに所定の温度に安
定化される。
FIG. 5 shows two types of typical temperature characteristics of the resistance value of the positive temperature coefficient thermistor, A and B. The temperature characteristics of the resistance value of the positive temperature coefficient thermistor are shown in FIG.
As in A and B, it is a peculiar one in that it rapidly changes at a specific temperature determined by the composition of the resistor. Therefore,
When the fixing roller is heated and its temperature rises and reaches a temperature at which the resistance value suddenly changes, the resistance value increases significantly. If the magnetic circuit of the transformer and the primary coil are set so that the current does not flow, the heat generation of the fixing roller is stopped. After that, if the fixing roller 1 is deprived of heat by the transfer paper or toner or radiates heat to the surroundings and cools, the resistance value decreases, so that current flows again to the fixing roller, heat is generated, and the temperature rises. Due to the characteristic that the resistance value of the positive temperature coefficient thermistor changes with temperature, the temperature of the fixing roller 1 becomes
It is stabilized at a predetermined temperature without a sensor for detecting the temperature of the fixing roller 1 or a device for feedback control based on a signal from the sensor.

【0025】正温度係数サーミスタの特性によって温度
が安定化されるという機能は、定着ローラで定着可能な
転写紙の幅より狭い転写紙を定着するときにも同様に機
能し、転写紙に熱を奪われる部分の温度を安定化するば
かりではなく、転写紙に熱を奪われない部分の温度をも
同じ温度に安定化する。つまり熱を奪われない部分の温
度が低下しなければその部分の抵抗値は高く電流が流れ
ないので加熱することがない。これは電磁誘導方式で定
着ローラ1に円周方向に電流を流してエネルギーを供給
しているため、定着ローラの軸方向に関して熱の消費が
少ない部分と多い部分では独立に電流が変化し、定着ロ
ーラ全体が所定の温度に安定化されるからである。従っ
て本発明の定着ローラ及び定着装置では、課題の項で説
明した端部温度上昇の問題は本質的に解決されている。
The function of stabilizing the temperature by the characteristic of the positive temperature coefficient thermistor also works when fixing a transfer sheet having a width smaller than that of the transfer sheet which can be fixed by the fixing roller, and heat is applied to the transfer sheet. It not only stabilizes the temperature of the portion that is deprived, but also stabilizes the temperature of the portion that is not deprived of heat by the transfer paper. That is, unless the temperature of the part where heat is not taken down does not decrease, the resistance value of that part is high and current does not flow, so that the part is not heated. This is an electromagnetic induction method in which current is supplied to the fixing roller 1 in the circumferential direction to supply energy, so the current changes independently in the portion where heat consumption is small and in the portion where heat consumption is large in the axial direction of the fixing roller. This is because the entire roller is stabilized at a predetermined temperature. Therefore, in the fixing roller and the fixing device of the present invention, the problem of the edge temperature rise described in the section of the problem is essentially solved.

【0026】バックアップローラ2は、転写紙を定着ロ
ーラ1に所定の圧力で接触させる機能を有し、転写紙は
トナー像を定着ローラ1に接触させる向きで、定着ロー
ラ1とバックアップローラ2の接触部を通過することに
よりトナー像は転写紙に定着される。
The backup roller 2 has a function of bringing the transfer paper into contact with the fixing roller 1 at a predetermined pressure, and the transfer paper is in a direction to bring the toner image into contact with the fixing roller 1 so that the fixing roller 1 and the backup roller 2 come into contact with each other. The toner image is fixed on the transfer paper by passing through the section.

【0027】図2は本発明による定着ローラの構造の一
実施例を示す断面図である。正温度係数サーミスタ6は
定着ローラの基体部を構成する円筒であり、該円筒を電
流が流れることにより発熱し、定着に必要なエネルギー
を転写紙、トナーに供給する機能を有する。この正温度
係数サーミスタ6からなる円筒の外周面には、定着時に
溶融したトナーが付着しないように離型層5が形成され
ている。
FIG. 2 is a sectional view showing an embodiment of the structure of the fixing roller according to the present invention. The positive temperature coefficient thermistor 6 is a cylinder that forms the base portion of the fixing roller, and has a function of generating heat when a current flows through the cylinder and supplying energy required for fixing to the transfer paper and toner. A release layer 5 is formed on the outer peripheral surface of the cylinder formed of the positive temperature coefficient thermistor 6 so that the melted toner does not adhere at the time of fixing.

【0028】図3は本発明による定着ローラの構造の別
の実施例を示す断面図であり、図2の構成の内面に断熱
層7を付加した構成である。この断熱層7は定着ローラ
の内面からの熱の放散を少なくして省エネを図るもので
ある。また、放熱を少なくすることにより、定着ローラ
の温度の立ち上がりが早くなる効果もある。断熱層7と
しては、200℃程度で使用可能な材料で断熱効果があ
ればよいので種々の材料が使えるが、この実施例では、
ガラスの円筒またはシリコンゴムの発泡体を使って良好
な効果を得ている。特にガラスの円筒を使用する場合
は、ガラスの円筒の機械的な強度を生かして、正温度係
数サーミスタ6の円筒の補強の役割も果たすことができ
るため、特に定着ローラの温度の立ち上がりを早くする
ことに設計の重点を置き、正温度係数サーミスタ6の熱
容量を下げるため厚さを薄くする場合に有効である。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing another embodiment of the structure of the fixing roller according to the present invention, in which a heat insulating layer 7 is added to the inner surface of the structure of FIG. The heat insulating layer 7 reduces heat dissipation from the inner surface of the fixing roller to save energy. Further, by reducing the heat radiation, the temperature of the fixing roller rises faster. Various materials can be used for the heat insulating layer 7 as long as they are materials that can be used at about 200 ° C. and have a heat insulating effect, but in this embodiment,
Good results have been obtained with glass cylinders or silicone rubber foam. In particular, when a glass cylinder is used, the mechanical strength of the glass cylinder can be utilized to play a role of reinforcing the cylinder of the positive temperature coefficient thermistor 6, so that the temperature of the fixing roller rises particularly quickly. This is particularly effective when the thickness is reduced in order to reduce the heat capacity of the positive temperature coefficient thermistor 6 with an emphasis on design.

【0029】図4は本発明による定着ローラの構造のさ
らに別の実施例を示す断面図であり、図2の構成の内面
に断熱層7と補強部材8付加したものである。断熱層
7、補強部材8の役割は、図3の実施例と同じである。
補強部材8の材料としては、金属、ガラス、セラミック
等、種々のものがあり、この実施例では、補強部材8と
して金属円筒を使用しているが、金属は導体であるた
め、図1のコア3により形成される磁気回路に鎖交する
コイルを形成しないように、金属円筒の軸方向に一方の
端部から他方の端部に達する少なくとも一本の図示され
ていないスリットが設けられている。さらに金属円筒の
内面から表面に向かって押し出された図示されていない
突起が所定の間隔で形成されており、その突起が正温度
係数サーミスタ6を支えることで補強を行っている。こ
の突起のない部分には空気層が形成され、これが断熱層
7となっている。もちろん図3の実施例と同じような材
料及び構成の断熱層を設けてもよい。尚、補強部材8を
金属で構成した場合、発熱部と接している部分では熱伝
導が大きく放熱が多いが、正温度係数サーミスタ6は所
定の温度で抵抗値が変化することにより一定の温度に維
持される特性があるので、放熱の多い部分の抵抗がその
周囲より低くなり電流が集中して発熱が多くなるため、
温度の不均一は生じない。
FIG. 4 is a sectional view showing still another embodiment of the structure of the fixing roller according to the present invention, in which the heat insulating layer 7 and the reinforcing member 8 are added to the inner surface of the structure of FIG. The roles of the heat insulating layer 7 and the reinforcing member 8 are the same as in the embodiment of FIG.
There are various materials such as metal, glass and ceramics as the material of the reinforcing member 8. In this embodiment, a metal cylinder is used as the reinforcing member 8. However, since the metal is a conductor, the core of FIG. At least one slit (not shown) extending from one end to the other end is provided in the axial direction of the metal cylinder so as not to form a coil interlinking with the magnetic circuit formed by 3. Further, protrusions (not shown) extruded from the inner surface of the metal cylinder toward the surface are formed at predetermined intervals, and the protrusions support the positive temperature coefficient thermistor 6 to reinforce. An air layer is formed in the portion without the protrusion, and this is the heat insulating layer 7. Of course, a heat insulating layer having the same material and structure as those in the embodiment of FIG. 3 may be provided. When the reinforcing member 8 is made of metal, heat conduction is large and much heat is radiated in the portion in contact with the heat generating portion, but the positive temperature coefficient thermistor 6 has a constant temperature because the resistance value changes at a predetermined temperature. Since there is a characteristic that is maintained, the resistance of the part that radiates a lot of heat becomes lower than that of its surroundings, current concentrates and heat generation increases,
No temperature non-uniformity occurs.

【0030】図6は本発明の定着装置の制御部の構成の
実施例を示す図であって、図1に示した定着装置の定着
ローラ(二次コイル及び抵抗)1とコア3及び一次コイ
ル4からなるトランス部を電気回路で表示した部分と、
一次コイル4に接続される定着エネルギー供給部の構成
を示す回路図である。図6において、電源9は定着装置
あるいは定着装置を備える画像形成装置に所要の電力を
供給する。電源スイッチ10は電源9の接続を制御する
機能を有する。コンバータ11は電源9から受け取った
商用周波数の電力を直流に変換し、その直流の電力を商
用周波数より高い周波数の交流に変換して、一次コイル
14、二次コイル15、コア17により構成されるトラ
ンス12の一次コイル14に供給する。供給する電力の
周波数は、装置を小型にするため数KHzから数100
KHzにされる。トランス12のコア17の断面積は使
用する周波数に反比例するので、周波数が高くなるほど
細いコアを使うことができ、材料の節約ができると共
に、二次コイルである定着ローラも細くできるので、熱
容量も下げることができ、定着ローラの温度上昇を早く
することにも有効である。
FIG. 6 is a diagram showing an embodiment of the configuration of the control unit of the fixing device of the present invention, in which the fixing roller (secondary coil and resistor) 1, core 3, and primary coil of the fixing device shown in FIG. 1 are used. The transformer part consisting of 4 is displayed on the electric circuit,
4 is a circuit diagram showing a configuration of a fixing energy supply unit connected to the primary coil 4. FIG. In FIG. 6, a power source 9 supplies necessary power to a fixing device or an image forming apparatus including the fixing device. The power switch 10 has a function of controlling connection of the power supply 9. The converter 11 is configured by a primary coil 14, a secondary coil 15, and a core 17, which converts the commercial frequency power received from the power source 9 into direct current, converts the direct current power into alternating current with a frequency higher than the commercial frequency. It is supplied to the primary coil 14 of the transformer 12. The frequency of the power to be supplied ranges from several KHz to several 100 in order to make the device compact
Set to KHz. Since the cross-sectional area of the core 17 of the transformer 12 is inversely proportional to the frequency used, a thinner core can be used as the frequency becomes higher, which saves material and also makes the fixing roller, which is the secondary coil, thinner, so that the heat capacity is also increased. It is possible to lower the temperature of the fixing roller, and it is also effective to accelerate the temperature rise of the fixing roller.

【0031】コンバータ11は周波数変換をしてトラン
ス12の一次コイル14電圧を印加したままにしてある
が、抵抗16の抵抗値が所定の温度で高くなって電流が
流れにくくなるので、供給される電力が少なくなり、発
熱が減少することで定着ローラ13は所定の温度に維持
される。つまり定着ローラを構成する正温度係数サーミ
スタが二次コイル15及び抵抗16として機能し、正温
度係数サーミスタの温度による抵抗の変化特性により定
着ローラの温度が決まるので、本発明では、抵抗値が急
変する温度が、トナーを正常に定着するときの上限であ
るホットオフセットが起こる温度と、下限温度であるコ
ールドオフセットが起こる温度の間になる特性の正温度
係数サーミスタを使っている。
The converter 11 performs frequency conversion and keeps the voltage of the primary coil 14 of the transformer 12 applied, but the resistance value of the resistor 16 becomes high at a predetermined temperature and it becomes difficult for current to flow. Since the electric power is reduced and the heat generation is reduced, the fixing roller 13 is maintained at a predetermined temperature. That is, the positive temperature coefficient thermistor that constitutes the fixing roller functions as the secondary coil 15 and the resistor 16, and the temperature of the fixing roller is determined by the resistance change characteristic of the positive temperature coefficient thermistor depending on the temperature. Therefore, in the present invention, the resistance value suddenly changes. The positive temperature coefficient thermistor has a characteristic that the temperature is between the temperature at which hot offset occurs, which is the upper limit when toner is normally fixed, and the temperature at which cold offset occurs, which is the lower limit temperature.

【0032】また、コンバータ11には、一次コイル1
4に流れる電流を検出する検出装置が設けられており、
この検出装置で電源スイッチ10を投入後の電流をモニ
タし、電流が大きな状態から小さな状態に変化したこと
を判定し、本定着装置を備える画像形成装置の制御部に
通信路18を介して、定着装置の温度の立ち上がり信号
を送出する。また、この通信路18を介して画像形成装
置の制御部からの指令により、コンバータ11の動作を
停止したり、開始したりする機能も備えている。この機
能は画像形成装置の紙詰まりの発生や解除などの際に使
われる。また、電流をモニタするだけではなく、電圧を
もモニタして、立ち上がりの検出をより確実にしたり、
電圧と電流とその位相差を元に電力モニタすることで立
ち上がりを検出することもできる。
The converter 11 includes a primary coil 1
4 is provided with a detection device for detecting the current flowing through
With this detection device, the current after the power switch 10 is turned on is monitored, it is determined that the current has changed from a large state to a small state, and the control unit of the image forming apparatus including the fixing device is connected via the communication path 18 to The rising signal of the temperature of the fixing device is sent. It also has a function of stopping or starting the operation of the converter 11 in response to a command from the control unit of the image forming apparatus via the communication path 18. This function is used when the paper jam of the image forming apparatus occurs or is cleared. Moreover, not only the current is monitored, but also the voltage is monitored to make the detection of the rising edge more reliable,
The rise can also be detected by monitoring the power based on the voltage and the current and the phase difference between them.

【0033】尚、図6の一次コイル14、二次コイル1
5、コア17は図1の一次コイル4、定着ローラ1、コ
ア3をそれぞれ回路図の記号で示したものである。そし
て、定着ローラ1を電気的にさらに細かく分解して表示
したのが本図の二次コイル15と抵抗16から構成され
る定着ローラ13である。また、抵抗16は正温度係数
サーミスタで構成されたローラの円周方向一周の等価抵
抗である。
The primary coil 14 and the secondary coil 1 shown in FIG.
5, a core 17 is the primary coil 4, the fixing roller 1, and the core 3 shown in FIG. Then, the fixing roller 1 is electrically finely disassembled and displayed, and is the fixing roller 13 including the secondary coil 15 and the resistor 16 in the figure. Further, the resistance 16 is an equivalent resistance for one round in the circumferential direction of the roller composed of the positive temperature coefficient thermistor.

【0034】次に請求項7に対応する実施例を図6によ
り説明する。前述の通信路18を介して、画像形成装置
の制御部から待機状態にあることを示す信号を受け取る
と、コンバータ11から一次コイル14に供給するエネ
ルギーを所定の値に制限したり、通電するデューティを
所定の値に制限して、正温度係数サーミスタの特性で決
まる温度より低い温度に定着ローラ13を保持する。こ
のような機能は待機時の消費電力を減らすと共に、待機
状態から非常に短い時間で定着可能な温度にする場合に
使われる。
Next, an embodiment corresponding to claim 7 will be described with reference to FIG. When a signal indicating a standby state is received from the control unit of the image forming apparatus via the communication path 18 described above, the energy supplied from the converter 11 to the primary coil 14 is limited to a predetermined value, or a duty for energizing the current is supplied. Is limited to a predetermined value, and the fixing roller 13 is held at a temperature lower than the temperature determined by the characteristics of the positive temperature coefficient thermistor. Such a function is used to reduce power consumption during standby and to reach a temperature at which fixing can be performed in a very short time from the standby state.

【0035】次に請求項8に対応する実施例を図6によ
り説明する。前述の通信路18を介して、画像形成装置
の制御部から待機状態にあることを示す信号を受け取る
と、コンバータ11の機能を停止し、一次コイル14へ
の通電を停止させる。これは待機時の定着装置の熱消費
を極限まで減らすことを目的に使う。通常、使用を再開
するときの待ち時間を短くすることも合わせて行わない
と使いにくい画像形成装置になってしまうので、定着ロ
ーラ13の熱容量を小さくすることも合わせて行うこと
が望ましい。
Next, an embodiment corresponding to claim 8 will be described with reference to FIG. When a signal indicating that the standby state is set is received from the control unit of the image forming apparatus via the communication path 18 described above, the function of the converter 11 is stopped and the power supply to the primary coil 14 is stopped. This is used to reduce the heat consumption of the fixing device during standby to the utmost limit. Usually, it is desirable to reduce the heat capacity of the fixing roller 13 as well, because the image forming apparatus becomes difficult to use unless the waiting time when resuming the use is shortened.

【0036】次に請求項9に対応する実施例を図7によ
り説明する。図6と共通の符号を付したものは同じ機能
を有するものであり、説明を省略する。通常は正温度係
数サーミスタの抵抗の温度特性により定着ローラ13の
温度を安定化し、通信路18を介して、画像形成装置の
制御部から待機状態にあることを示す信号を受け取る
と、定着ローラ13の表面の温度を検出するように設け
られた温度検出器19の信号に基づいて温度制御器20
はコンバータ11を制御して定着ローラ13を定着を行
うときよりも低い所定の温度にフィードバック制御を行
なう。この方式は請求項7に対応する実施例と動作は似
ているが、請求項7に対応する実施例では、周囲温度、
風などに影響されて定着ローラの待機時の温度は変わっ
てしまい、それに応じて待機状態から定着可能温度に達
するまでの時間も変わるが、この実施例では温度検出器
19を使っているので、定着ローラの温度は周囲温度な
どの影響を受けずに一定の温度に保たれ、待機状態から
定着可能温度に達するのに要する時間も所定の狭い範囲
に収めることができる。
Next, an embodiment corresponding to claim 9 will be described with reference to FIG. The components denoted by the same reference numerals as those in FIG. 6 have the same functions, and the description thereof will be omitted. Normally, the temperature of the fixing roller 13 is stabilized by the temperature characteristic of the resistance of the positive temperature coefficient thermistor, and when a signal indicating a standby state is received from the control unit of the image forming apparatus via the communication path 18, the fixing roller 13 is received. Temperature controller 20 based on a signal from a temperature detector 19 provided to detect the temperature of the surface of the
Performs feedback control to a predetermined temperature lower than when the converter 11 is controlled to fix the fixing roller 13. Although this method is similar in operation to the embodiment corresponding to claim 7, in the embodiment corresponding to claim 7, the ambient temperature,
The temperature of the fixing roller during standby changes due to the influence of wind and the like, and the time from the standby state until the temperature reaches the fixable temperature changes accordingly. However, since the temperature detector 19 is used in this embodiment, The temperature of the fixing roller is maintained at a constant temperature without being affected by the ambient temperature and the like, and the time required to reach the fixable temperature from the standby state can be kept within a predetermined narrow range.

【0037】[0037]

【発明の効果】以上説明したように、請求項1に記載の
発明では、定着ローラの基体部に正温度係数サーミスタ
を使っているので、端部温度上昇、温度検出器の検出遅
れ、温度過昇防止装置の作動遅れなどの問題を解決した
定着装置を構成することができる。また、従来電極を付
けることが難しかった正温度係数サーミスタを円筒状に
して電磁誘導加熱を可能な形状にしたので、加熱のため
の電力の供給という問題も解決することができる。
As described above, according to the first aspect of the invention, since the positive temperature coefficient thermistor is used for the base portion of the fixing roller, the end temperature rise, the detection delay of the temperature detector, and the temperature overshoot. It is possible to configure a fixing device that solves problems such as an operation delay of the rising prevention device. Further, since the positive temperature coefficient thermistor, which has been difficult to attach an electrode in the related art, is formed into a cylindrical shape to allow electromagnetic induction heating, it is possible to solve the problem of supplying electric power for heating.

【0038】請求項2,3に記載の発明では、請求項1
の効果に加えて、定着ローラの内面からの熱放散を小さ
くすることができ、省エネと、定着ローラの温度の立ち
上がりを早くするのに貢献することができる。
According to the invention described in claims 2 and 3, claim 1
In addition to the above effect, it is possible to reduce heat dissipation from the inner surface of the fixing roller, which contributes to energy saving and quick rise of the temperature of the fixing roller.

【0039】請求項4に記載の発明では、本発明が解決
しようとする課題の1,2,3を解決することができ
る。さらに定着ローラの表面の温度を検出する必要がな
いので、検出器との摩擦で定着ローラの表面の離型層が
傷つくことがなく、定着ローラの長寿命化を可能にす
る。
In the invention described in claim 4, the problems 1, 2, and 3 to be solved by the present invention can be solved. Further, since it is not necessary to detect the temperature of the surface of the fixing roller, the release layer on the surface of the fixing roller is not damaged by friction with the detector, and the life of the fixing roller can be extended.

【0040】請求項5に記載の発明では、定着ローラの
基体部を正温度係数サーミスタにしているので、その抵
抗の温度特性が変化する温度がそのまま定着ローラの温
度になるので、トナーの定着可能な温度範囲で抵抗が変
化する正温度係数サーミスタを選ぶことで良好な定着が
できる。従来はサーミスタで発生した熱を一旦金属のプ
レートなどに伝えてからその熱を利用していたので、そ
の間の温度勾配によりサーミスタの抵抗が変化する温度
は使用する温度より高いものを選択する必要があり、ま
た、熱を利用する面での放熱の状況により温度勾配が変
化し、利用する面での温度は大きくばらつき所定の温度
にすることが困難であり、適当な特性の正温度係数サー
ミスタを選択するのが難しかったが、本発明では定着ロ
ーラの基体部を円筒状の正温度係数サーミスタで形成し
ているので、これらの問題を解消することができる。
In the fifth aspect of the invention, since the base portion of the fixing roller is a positive temperature coefficient thermistor, the temperature at which the temperature characteristic of the resistance changes changes to the temperature of the fixing roller as it is, so that the toner can be fixed. Good fixing can be achieved by selecting a positive temperature coefficient thermistor whose resistance changes in a wide temperature range. In the past, the heat generated by the thermistor was first transferred to a metal plate and then used, so the temperature at which the thermistor resistance changes due to the temperature gradient between them must be selected to be higher than the temperature to be used. In addition, the temperature gradient changes depending on the heat dissipation condition on the side that uses heat, and the temperature on the side that uses it varies widely, making it difficult to achieve a predetermined temperature.A positive temperature coefficient thermistor with appropriate characteristics should be used. Although difficult to select, in the present invention, since the base portion of the fixing roller is formed by the cylindrical positive temperature coefficient thermistor, these problems can be solved.

【0041】請求項6に記載の発明では、一次コイルに
入力される電力、電流、電圧のうち少なくとも一つを検
出する手段を設け、その検出データに基づいて、定着装
置のウォームアップを判定しているので、温度検出器を
使わない定着装置の温度の立ち上がりを容易に且つ遅延
なく検出することが可能になる。
According to a sixth aspect of the present invention, means for detecting at least one of electric power, current and voltage input to the primary coil is provided, and warm-up of the fixing device is determined based on the detected data. Therefore, the rise of the temperature of the fixing device which does not use the temperature detector can be detected easily and without delay.

【0042】請求項7に記載の発明では、画像形成装置
が待機中には、定着エネルギー供給部から供給する電力
を所定の低い値に制限することにより前記円筒状発熱部
の温度を定着温度より低い所定の温度に変更するため、
待機時に定着温度より低い温度に温度検出器なしに制御
することができる。
According to the seventh aspect of the invention, while the image forming apparatus is on standby, the temperature of the cylindrical heat generating portion is set to be lower than the fixing temperature by limiting the electric power supplied from the fixing energy supplying portion to a predetermined low value. To change to a lower predetermined temperature,
It is possible to control to a temperature lower than the fixing temperature during standby without a temperature detector.

【0043】請求項8に記載の発明では、待機時にコン
バータの機能を停止させることにより、定着ローラの加
熱を停止させることができ、大幅な省エネを図ることが
できる。
According to the eighth aspect of the present invention, by stopping the function of the converter during standby, the heating of the fixing roller can be stopped, and significant energy saving can be achieved.

【0044】請求項9に記載の発明は、待機時に定着ロ
ーラを低い温度にする別の手段であり、待機時の温度を
のみ検出する温度検出器を設けることにより、待機時か
ら定着可能温度に達するまでの時間を所定の範囲に設定
することが容易になる。また、この検出器は待機時の温
度を検出することだけを目標にしているので、定着すべ
き画像の通る範囲の外に設定することが可能であり、こ
うすることにより、検出器と定着ローラの接触による傷
などで定着ローラの寿命を縮めることがない。
The invention described in claim 9 is another means for keeping the fixing roller at a low temperature in the standby state, and by providing a temperature detector for detecting only the temperature in the standby state, the fixing possible temperature is changed from the standby state. It becomes easy to set the time to reach the predetermined range. Since this detector only aims to detect the standby temperature, it can be set outside the range through which the image to be fixed passes. By doing this, the detector and the fixing roller can be set. The life of the fixing roller will not be shortened due to scratches caused by the contact of.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明による定着装置の主要部の構成の実施例
を示す斜視図である。
FIG. 1 is a perspective view showing an embodiment of a configuration of a main part of a fixing device according to the present invention.

【図2】本発明による定着ローラの構造の一実施例を示
す断面図である。
FIG. 2 is a sectional view showing an embodiment of the structure of a fixing roller according to the present invention.

【図3】本発明による定着ローラの構造の別の実施例を
示す断面図である。
FIG. 3 is a sectional view showing another embodiment of the structure of the fixing roller according to the present invention.

【図4】本発明による定着ローラの構造のさらに別の実
施例を示す断面図である。
FIG. 4 is a sectional view showing still another embodiment of the structure of the fixing roller according to the present invention.

【図5】本発明の定着ローラの基体部に使用する正温度
係数サーミスタの特性の例を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing an example of characteristics of a positive temperature coefficient thermistor used for the base portion of the fixing roller of the present invention.

【図6】本発明による定着装置の制御部の構成の実施例
を示す回路図である。
FIG. 6 is a circuit diagram showing an example of a configuration of a control unit of the fixing device according to the present invention.

【図7】本発明による定着装置の制御部の構成の別の実
施例を示す回路図である。
FIG. 7 is a circuit diagram showing another embodiment of the configuration of the control unit of the fixing device according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1:定着ローラ 2:バックアップローラ 3:コア(磁気回路) 4:一次コイル 5:離型層 6:正温度係数サーミスタ 7:断熱層 8:補強部材 9:電源 10:電源スイッチ 11:コンバータ 12:トランス 13:定着ローラ 14:一次コイル 15:二次コイル 16:抵抗 17:コア 18:通信路 19:温度検出器 20:温度制御装置 1: Fixing roller 2: Backup roller 3: Core (magnetic circuit) 4: Primary coil 5: Release layer 6: Positive temperature coefficient thermistor 7: Thermal insulation layer 8: Reinforcing member 9: Power supply 10: Power switch 11: Converter 12: Transformer 13: Fixing roller 14: Primary coil 15: Secondary coil 16: Resistor 17: Core 18: Communication path 19: Temperature detector 20: Temperature control device

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】電子写真方式の画像形成装置に装備される
定着装置の定着ローラであって、基体部が正温度係数サ
ーミスタで形成された円筒からなり、前記円筒の外周部
に離型層を形成したことを特徴とする定着ローラ。
1. A fixing roller of a fixing device equipped in an electrophotographic image forming apparatus, wherein a base portion is a cylinder formed of a positive temperature coefficient thermistor, and a release layer is provided on an outer peripheral portion of the cylinder. A fixing roller characterized by being formed.
【請求項2】電子写真方式の画像形成装置に装備される
定着装置の定着ローラであって、基体部が正温度係数サ
ーミスタで形成された円筒からなり、前記円筒の外周部
に離型層を形成すると共に、前記円筒の内側に断熱層を
形成したことを特徴とする定着ローラ。
2. A fixing roller of a fixing device equipped in an electrophotographic image forming apparatus, wherein a base portion is a cylinder formed of a positive temperature coefficient thermistor, and a release layer is provided on an outer peripheral portion of the cylinder. A fixing roller, characterized in that a heat insulating layer is formed inside the cylinder.
【請求項3】電子写真方式の画像形成装置に装備される
定着装置の定着ローラであって、基体部が正温度係数サ
ーミスタで形成された円筒からなり、前記円筒の外周部
に離型層を形成すると共に、前記円筒の内側に断熱層と
前記円筒を補強する部材を設けたことを特徴とする定着
ローラ。
3. A fixing roller of a fixing device equipped in an electrophotographic image forming apparatus, wherein a base portion is a cylinder formed of a positive temperature coefficient thermistor, and a release layer is provided on an outer peripheral portion of the cylinder. A fixing roller, which is formed and provided with a heat insulating layer and a member for reinforcing the cylinder inside the cylinder.
【請求項4】電子写真方式の画像形成装置に装備される
定着装置であって、正温度係数サーミスタで形成された
円筒状発熱部と該円筒状発熱部の外周部に形成された離
型層を具備する定着ローラと、前記円筒状発熱部と鎖交
する磁気回路と、前記磁気回路に鎖交するように巻かれ
た一次コイルと、前記一次コイルに接続されて電力を供
給する定着エネルギー供給部を備えたことを特徴とする
定着装置。
4. A fixing device equipped in an electrophotographic image forming apparatus, comprising a cylindrical heating portion formed of a positive temperature coefficient thermistor and a release layer formed on the outer periphery of the cylindrical heating portion. A fixing roller, a magnetic circuit interlinking with the cylindrical heat generating portion, a primary coil wound so as to interlink with the magnetic circuit, and a fixing energy supply for supplying power by being connected to the primary coil. A fixing device having a section.
【請求項5】請求項4記載の定着装置において、正温度
係数サーミスタの抵抗が急変する温度が、定着するトナ
ーのコールドオフセットが起こる温度より高く、ホット
オフセットが起こる温度より低いことを特徴とする定着
装置。
5. The fixing device according to claim 4, wherein the temperature at which the resistance of the positive temperature coefficient thermistor suddenly changes is higher than the temperature at which the cold offset of the fixing toner occurs and lower than the temperature at which the hot offset occurs. Fixing device.
【請求項6】請求項4,5記載の定着装置において、一
次コイルに入力される電力、電流、電圧のうち少なくと
も一つを検出する手段を設け、その検出データに基づい
て定着装置のウォームアップを判定することを特徴とす
る定着装置。
6. The fixing device according to claim 4, further comprising means for detecting at least one of electric power, current and voltage input to the primary coil, and warming-up of the fixing device based on the detected data. A fixing device characterized by determining.
【請求項7】請求項4,5及び6記載の定着装置におい
て、定着装置を具備する画像形成装置が稼働中には、一
次コイルに定着エネルギー供給部を接続のまま、正温度
係数サーミスタの抵抗値の温度特性により円筒状発熱部
の温度を安定化し、前記画像形成装置が待機中には、定
着エネルギー供給部から供給する電力を所定の低い値に
制限することにより、前記円筒状発熱部の温度を定着温
度より低い所定の温度に変更することを特徴とする定着
装置。
7. The fixing device according to claim 4, 5 or 6, wherein when the image forming apparatus including the fixing device is in operation, the resistance of the positive temperature coefficient thermistor is maintained while the fixing energy supply unit is connected to the primary coil. The temperature of the cylindrical heat generating portion is stabilized by the temperature characteristic of the value, and by limiting the electric power supplied from the fixing energy supply portion to a predetermined low value while the image forming apparatus is in standby, A fixing device characterized in that the temperature is changed to a predetermined temperature lower than the fixing temperature.
【請求項8】請求項4,5及び6記載の定着装置におい
て、定着装置を具備する画像形成装置が稼働中には、一
次コイルに定着エネルギー供給部を接続のまま、正温度
係数サーミスタの抵抗値の温度特性により円筒状発熱部
の温度を安定化し、前記画像形成装置が待機中には、定
着エネルギー供給部から供給する電力を遮断することを
特徴とする定着装置。
8. The fixing device according to claim 4, 5 or 6, wherein when the image forming apparatus including the fixing device is in operation, the resistance of the positive temperature coefficient thermistor is maintained while the fixing energy supply unit is connected to the primary coil. A fixing device characterized in that the temperature of the cylindrical heat generating portion is stabilized by the temperature characteristic of the value, and the electric power supplied from the fixing energy supplying portion is shut off while the image forming apparatus is in a standby state.
【請求項9】請求項4,5及び6記載の定着装置におい
て、定着装置を具備する画像形成装置が稼働中には、一
次コイルに定着エネルギー供給部を接続のまま、正温度
係数サーミスタの抵抗値の温度特性により円筒状発熱部
の温度を安定化し、前記画像形成装置が待機中には、定
着ローラの温度を検出する検出器の出力に基づいて前記
円筒状発熱部の温度を定着温度より低い所定の温度に安
定化することを特徴とする定着装置。
9. The fixing device according to claim 4, 5 or 6, wherein when the image forming apparatus equipped with the fixing device is in operation, the resistance of the positive temperature coefficient thermistor is maintained while the fixing energy supply portion is connected to the primary coil. The temperature of the cylindrical heat generating portion is stabilized by the temperature characteristic of the value, and when the image forming apparatus is on standby, the temperature of the cylindrical heat generating portion is set to be higher than the fixing temperature based on the output of the detector that detects the temperature of the fixing roller. A fixing device characterized by being stabilized at a low predetermined temperature.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5911094A (en) * 1996-09-17 1999-06-08 Minolta Co., Ltd. Fixing device and image forming apparatuse using the same
US6336027B1 (en) 1999-09-29 2002-01-01 Minolta Co., Ltd. Induction heating fusing device
US6970664B2 (en) 2002-09-25 2005-11-29 Canon Kabushiki Kaisha Fixing apparatus which changes electric power supply to heating element based on image density
JP2008034463A (en) * 2006-07-26 2008-02-14 Hitachi Kokusai Electric Inc Substrate processing apparatus
US9377733B2 (en) 2012-06-19 2016-06-28 Canon Kabushiki Kaisha Image fixing device

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5911094A (en) * 1996-09-17 1999-06-08 Minolta Co., Ltd. Fixing device and image forming apparatuse using the same
US6336027B1 (en) 1999-09-29 2002-01-01 Minolta Co., Ltd. Induction heating fusing device
US6970664B2 (en) 2002-09-25 2005-11-29 Canon Kabushiki Kaisha Fixing apparatus which changes electric power supply to heating element based on image density
US7196296B2 (en) 2002-09-25 2007-03-27 Canon Kabushiki Kaisha Image forming apparatus and fixing apparatus
JP2008034463A (en) * 2006-07-26 2008-02-14 Hitachi Kokusai Electric Inc Substrate processing apparatus
US9377733B2 (en) 2012-06-19 2016-06-28 Canon Kabushiki Kaisha Image fixing device

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